Динамический диапазон и уровни акустического сигнала

Динамический диапазон и уровни акустического сигнала

 

Выполнил:

Студентка ИПОиИТ 4к.,45гр.

Шарипова А.

Проверил:

Ханипова Л. Ю.

Акустический сигнал

 

• представляет собой процесс распространения энергии акустических колебаний в упругой среде.

Уровень акустического сигнала  непрерывно изменяется во времени. Интервал таких изменений может быть довольно широким.

На рис.1 показана возможная  зависимость уровня сигнала от времени  - уровнеграмма.

Разность между  максимальным и минимальным уровнями (по мощности) называют динамическим диапазоном.

Обычно единицей измерения динамических диапазонов является децибел, дБ. Диапазон в дБ определяют, как 20 десятичных логарифмов от квадрата максимального размаха (разности уровней) сигнала.

L_nfdb= 20Log₁₀(2^BITWIDTH)

 

Следует помнить, что  динамические диапазоны разных акустических сигналов существенно различны.

 

Вид сигнала	Динамический диапазон, дБ
Речь	25-35
Фортепиано	45-55
Симфонический оркестр	65-75
Поп-рок группа	90-110

Основные показатели технических каналов утечки информации:

 

• пропускная способность технического канала утечки;
• длина технического канала утечки информации;
• относительная информативность технического канала утечки информации.

 

По аналогии с каналом  связи интегральные возможности  технического канала утечки по передаче информации оцениваются его пропускной способностью. 

Наименьшей  пропускной способностью обладает акустический канал утечки информации.

Чем более широкую пропускную способность имеет канал утечки и чем он длиннее, тем большую  потенциальную угрозу создает такой  канал. 

 

Пропускная способность, длина и относительная информативность  канала зависят от параметров его элементов:

• источника сигнала,
• среды распространения,
• приемника сигнала.

Источник сигнала  характеризуется следующими показателями:

 

мощностью сигнала

диаграммой направленности излучения сигнала (света, акустической и электромагнитной волн)

параметрами спектра сигнала (шириной, неравномерностью спектральных составляющих)

динамическим  диапазоном сигнала

Динамический диапазон источника сигнала оценивается значением десятичного логарифма отношения максимальной мощности сигнала к минимальной.

 

 

Для речевого сигнала его  информативность существенно ниже, так как смысл речевого сообщения  понимается даже при симметричном относительно нуля ограничении аналогового речевого сигнала и преобразовании его  в двоичную последовательность —  клипированную речь.

Основными параметрами  приемника сигналов являются:

 

диапазон принимаемых  частот

чувствительность

пространственная селективность  приемной антенны

динамический  диапазон сигнала

вид и уровень  искажений сигнала

Динамический диапазон акустического приемника характеризуется диапазоном в дБ мощности акустического сигнала на его входе (громкости звука), при котором обеспечивается требуемый или допустимый уровень сигнала на выходе акустического приемника.

Учитывая, что акустический приемник при добывании информации размещается скрытно, далеко не в  оптимальных условиях, его динамический диапазон является важнейшей характеристикой  акустического приемника.

Пример

 

Если динамический диапазон закладного подслушивающего  устройства мал, то приемлемое качество добываемой речевой информации обеспечивается лишь в небольшом интервале расстояний от микрофона говорящего человека. Когда разговаривающий человек ходит  по комнате, то добываемая информация может содержать участки с  плохим качеством речи.

Классификация способов перехвата акустической информации

Классификация способов перехвата акустической информации

Для запоминания (записи) добываемой информации сигнал с выхода передается по организуемому каналу связи к  запоминающему устройству или записывается в запоминающем устройстве, размещенном  в месте нахождения акустического  приемника.

Для записи речевой информации широко применяются специальные  диктофоны, конструктивно объединяющие акустический приемник и запоминающее устройство (лентопротяжный и цифровой магнитофоны).

 

 

 

 

 

 

 

Основные  характеристики запоминающих устройств:

• объем памяти в Мбайтах
• время записи речевой информации в минутах или часах
• время непрерывной работы в часах

Методы  противодействий прослушиванию

 

Способ	Средства
структурное скрытие	шифрование семантической речевой информации в функцио­нальных каналах связи; • техническое закрытие электрических и радиосигналов  в теле­фонных каналах связи; • дезинформирование
энергетическое  скрытие	• звукоизоляции акустического сигнала; • звукопоглощения акустической волны; • зашумления  помещения или твердой среды  распространения другими звуками (шумами, помехами), обеспечивающими  мас­кировку акустических сигналов
обнаружение, локализация и изъятие закладных  устройств	-

Методы обнаружения  закладных подслушивающих устройств

 

Группа	Способ
поиск закладных  устройств по их видовым признакам	визуальный осмотр
поиск закладных  устройств по их сигнальным признакам	поиск радиосигналов закладных устройств; поиск электрических сигналов закладных устройств
поиск закладных  устройств по их вещественным признакам

Методы подавления подслушивающих закладных устройств 

 

Наряду с изъятием обнаруженных закладных устройств возможны иные различные методы их функционального и физического подавления.

Функциональное подавление приводит к подавлению работоспособности закладного устройства в течение времени воздействия подавляющих сигналов.

При физическом подавлении устройство выходит из строя.

Методы  функционального подавления

закладных устройств

низкочастотная  маскирующая

помеха

высокочастотная маскирующая

помеха

«ультразвуковая»  маскирующая помеха

«синфазная» низкочастотная помеха

понижение напряжения

компенсация

повышение напряжения

• В качестве «синфазной» низкочастотной помехи в провода телефонной линии подаются низкочастотные (в речевом диапазоне) маскирующие псевдослучайные дискретные сигналы с одинаковыми относительно «земли» амплитудами и фазами. В телефонной трубке такие сигналы компенсируют друг друга. Но в закладном устройстве, подключенном в разрыв или поднесенном при индуктивном снятии информации к одному из проводов телефонной линии, такая помеха маскирует полезный речевой сигнал.
• Низкочастотный сигнал, подаваемый в телефонную линию при опущенной телефонной трубке, имитирует речевой сигнал, который включает записывающее закладное устройство. В результате этого его память (лента или полупроводниковая память) используют свой ресурс на запись помехового сигнала.
• Частота маскирующей высокочастотной помехи, подаваемой в телефонную линию, выше верхней частоты стандартного телефонного канала и составляет 6-16 кГц. Сигнал помехи проходит через входные цепи закладного устройства и подавляет полезный сигнал. 

• В методе «ультразвуковой» маскирующей помехи ее часто­та выше верхней частоты звукового диапазона. Так как такая помеха не искажает речевой сигнал в линии, то отпадает необходимость в мерах по снижению влияния помехи на качество речи в телефонной линии. Но при этом для обеспечения достаточного уровня помехи, прошедшей через селективные церии закладного устройства, необходимо повышать амплитуду помехового сигнала, подаваемого в линию.
• С целью нарушения режимов работы передатчиков закладных устройств (линейности, частоты излучения и др.) в телефонную линию подают также дополнительное постоянное напряжение, повышающее или понижающее номинальное напряжение в линии.
• Метод компенсации предусматривает подачу в телефонную линию шумового маскирующего сигнала в речевом диапазоне и компенсацию этой помехи на приемной стороне с помощью адап­тивного фильтра. На фильтр, включенный в линию до приемного телефонного аппарата, поступают сигнал с помехой из телефонной линии и помеха, подаваемая в линию от генератора помех. В этом случае из сигнала с помехой вычитается помеха, что обеспечивает прослушивание речевого сигнала без помехи.

 

Энергетическое  скрытие акустического сигнала

 

Энергетическое  скрытие акустических сигналов в  соответствии с рассмотренными методами защиты информации обеспечивается путем применения способов и средств, уменьшающих энергию носителя на входе акустического приемника злоумышленника или увеличивающих энергию помех.

Простейшим способом является уменьшение громкости речи во время  разговора на конфиденциальные темы. Однако это возможно, если количество собеседников мало, а уровень шумов невелик. Громкость акустического сигнала уменьшают путем звуко­изоляции, звукопоглощения и глушения звука. Для повышения уровня акустических помех применяют активные средства — генераторы акустических помех.

Спасибо за внимание!